Als die 'Aasfresser' des Körpers bilden Makrophagen einen zentralen Bestandteil unseres Immunsystems. Doch wie genau eliminiert ein Makrophage Krankheitserreger? Und was geschieht mit der verschlungenen Bakterienzelle? Erfahren Sie in diesem Beitrag detaillierte Antworten basierend auf etablierten immunologischen Erkenntnissen.
Was ist ein Makrophage?
Makrophagen gehören zu den weißen Blutkörperchen und sind große, spezialisierte Zellen. Sie eliminieren Fremdstoffe, Mikroorganismen und Schadstoffe, indem sie diese umschließen und eine Immunantwort initiieren. Sie schützen uns vor Infektionen und messen etwa 21 Mikrometer im Durchmesser – beeindruckend groß für eine Zelle.
Makrophagen finden sich in nahezu allen Geweben des menschlichen Körpers.
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Wo werden Makrophagen gebildet?
Makrophagen entstehen wie andere weiße Blutkörperchen im Knochenmark, dem schwammartigen Gewebe im Inneren der Knochen.
Sie starten als Monozyten, die nach der Reifung nur drei bis acht Stunden im Blut zirkulieren. Im Gewebe differenzieren sie sich zu Makrophagen oder dendritischen Zellen.
Dendritische Zellen dienen als Früherkennungssystem: Als antigenpräsentierende Zellen (APC) heben sie Antigene – körperfremde Moleküle, die eine Immunantwort auslösen – für andere Immunzellen hervor. Ihre verzweigten Ausläufer verleihen ihnen eine baumartige Form.
Wie zerstört ein Makrophage einen Krankheitserreger?
Das folgende Diagramm illustriert den Prozess der Bakterienzerstörung (gelb dargestellt):
Schritt 1
Der Makrophage erkennt Fremdmaterial und leitet eine zielgerichtete Immunantwort ein.
Schritt 2
Phagozytose beginnt: Der Makrophage verschlingt die Bakterien. Der Begriff stammt aus dem Griechischen (phago = essen, cyte = Zelle) und bedeutet 'Zellfresser'. Kleine Partikel wie Bakterien werden blitzschnell aufgenommen, größere dauern länger.
Schritt 3
Ein Vesikel (Phagosom) umschließt die Bakterien membranartig.
Schritt 4
Ein Lysosom mit Verdauungsenzymen verschmilzt mit dem Phagosom und setzt Enzyme frei.
Schritt 5
Die Enzyme zerlegen die Bakterien. Manche Pathogene wie Mycobacterium tuberculosis widerstehen diesem Prozess jedoch.
Schritt 6
Der Restkörper mit unverdaulichen Teilen wird per Exozytose ausgestoßen – ein energieintensiver Vorgang zur Membranregeneration.
Ein Makrophage kann über 100 Bakterien verdauen, bevor er selbst absterben kann.
Weitere Funktionen von Makrophagen
Außer bei Infektionen räumen Makrophagen Fette auf – problematisch bei Arteriosklerose. Sie nehmen überschüssiges Cholesterin in Plaques auf, werden 'schaumig' und fördern Entzündungen, die zu Gerinnseln und Herz-Kreislauf-Ereignissen führen können.
Makrophagen beeinflussen auch den zirkadianen Rhythmus. Studien an Mäusen zeigten: Ein Mangel am BMAL1-Protein, das ihren 24-Stunden-Zyklus reguliert, erhöht Entzündungen.